اویل سپراتور

معرفی اویل سپراتور

معرفی و عملکرد

اویل سپراتور یا Oil Separator در خط دهش سیستم تبرید نصب می‌شود تا روغنی را که همراه گاز داغ از کمپرسور خارج شده است از جریان مبرد جدا کند. روغن جداشده بسته به طراحی سیستم می‌تواند مستقیماً به کمپرسور برگردد یا ابتدا وارد اویل رسیور و سپس سیستم کنترل سطح روغن شود. Henry Group

کاهش گردش اضافی روغن در مدار می‌تواند به حفظ سطح مناسب روغن کمپرسور و جلوگیری از تجمع روغن در مبدل‌های حرارتی کمک کند. Danfoss نیز نقش اویل سپراتور را جداسازی روغن از گاز فشرده و بازگرداندن آن به سیستم روغن برای حفظ روانکاری کمپرسور و عملکرد بهتر مبدل‌ها بیان می‌کند. Danfoss

مکانیزم جداسازی روغن

طراحی داخلی اویل سپراتورها یکسان نیست. بسته به سری محصول، جداسازی می‌تواند با کاهش سرعت و تغییر جهت جریان، برخورد ذرات، صفحات یا توری‌های داخلی، مکانیزم هلیکال، Demister یا فیلتر Coalescence انجام شود. Henry Group

اویل سپراتور Conventional

در طراحی Conventional، گاز حاوی روغن وارد مخزن شده و با کاهش سرعت و عبور از سطوح یا توری‌های داخلی، قطرات روغن به ذرات بزرگ‌تر تبدیل و از جریان گاز جدا می‌شوند. روغن در پایین مخزن جمع شده و در مدل‌های دارای مکانیزم داخلی، شناور و شیر سوزنی می‌توانند برگشت روغن را کنترل کنند. Henry Group

مدل‌های Helical و Coalescing

در مدل‌های Helical، حرکت چرخشی جریان به جداسازی روغن کمک می‌کند. در مدل‌های Coalescing، المنت مخصوص قطرات بسیار ریز روغن را به قطرات بزرگ‌تر تبدیل می‌کند تا جداسازی مؤثرتری انجام شود.

برای نمونه، Danfoss در سری‌های OUB مخصوص R744 از طراحی Coalescence یا ترکیب Helical/Demister استفاده می‌کند. نوع مکانیزم، قابلیت سرویس و ساختار داخلی باید برای همان مدل بررسی شود و قابل تعمیم به همه اویل سپراتورها نیست. Danfoss

کاربردها

اویل سپراتور در سیستم‌هایی اهمیت بیشتری دارد که مقدار قابل‌توجهی روغن همراه گاز دهش وارد مدار می‌شود یا بازگشت طبیعی روغن به کمپرسور دشوار است.

کاربردهای متداول عبارت‌اند از

• رک‌های تبرید چندکمپرسوره
• سردخانه‌های صنعتی و تجاری
• کندانسینگ یونیت‌ها
• سیستم‌های فروشگاهی و سوپرمارکتی
• چیلرها و تجهیزات HVACR
• سیستم‌های دارای لوله‌کشی طولانی
• مدارهای دارای تغییر بار زیاد
• سیستم‌های مجهز به اویل رسیور و کنترل سطح روغن
• برخی سیستم‌های CO₂، در صورت استفاده از مدل مخصوص

Henry برای اویل سپراتورهای Conventional خود کاربردهایی مانند رک‌های چندکمپرسوره و کندانسینگ یونیت‌های Remote را ذکر می‌کند. سازگاری با نوع کمپرسور نیز مدل‌محور است و برای نمونه همان سری برای کمپرسورهای اسکرال و رفت‌وبرگشتی معرفی شده، اما برای Screw یا Rotary Vane توصیه نشده است. Henry Group

معیارهای انتخاب

دبی واقعی گاز دهش

یکی از مهم‌ترین پارامترهای سایزینگ اویل سپراتور، دبی حجمی واقعی گاز در ورودی سپراتور است. Henry صراحتاً تأکید می‌کند که این مقدار با جابه‌جایی اسمی یا Swept Volume کمپرسور یکسان نیست. Henry Group

دبی گاز دهش تابع پارامترهایی مانند این موارد است

• نوع مبرد
• ظرفیت سیستم
• دمای تبخیر
• دمای تقطیر
• شرایط بار کامل و بار جزئی
• مشخصات کمپرسور

به همین دلیل انتخاب اویل سپراتور صرفاً بر اساس قطر لوله دهش یا توان نامی کمپرسور روش دقیقی نیست.

حداقل و حداکثر بار

اویل سپراتور باید نه‌فقط در بار کامل، بلکه در بار جزئی نیز سرعت و شرایط جریان مناسب برای جداسازی روغن داشته باشد. Henry در راهنمای انتخاب خود محدوده حداقل و حداکثر دبی را برای هر مدل مطرح می‌کند و هشدار می‌دهد Oversize کردن می‌تواند به‌علت کاهش سرعت گاز، راندمان جداسازی را کاهش دهد. Henry Group

این موضوع در سیستم‌های دارای

• چند کمپرسور موازی
• Stage Control
• Variable Capacity
• Digital Scroll
• Unloading گسترده

اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

نوع مبرد

مبرد روی دبی حجمی گاز، فشار سیستم و شرایط کار سپراتور اثر مستقیم دارد. بنابراین مدل باید برای همان مبرد و شرایط فشار انتخاب شود.

برخی خانواده‌های محصول برای HFC، HFO، A2L یا CO₂ طراحی شده‌اند، اما این سازگاری عمومی نیست. برای مثال، سری OUB-TSR/OUB-TSN/OUB-THR دانفوس به‌طور مشخص برای سیستم‌های R744 طراحی شده است. Danfoss

نوع کمپرسور

نوع کمپرسور می‌تواند بر مقدار Oil Carryover، پالس‌های دهش، محدوده دبی و روش مدیریت روغن تأثیر بگذارد.

هنگام انتخاب باید مشخص شود کمپرسور از چه نوعی است

• Scroll
• Reciprocating
• Semi-Hermetic
• Screw
• Rotary
• سایر انواع

مناسب بودن یک مدل برای نوع کمپرسور باید از مستندات همان سازنده بررسی شود.

فشار و دمای کاری

اویل سپراتور مستقیماً در خط دهش قرار می‌گیرد و تحت فشار و دمای بالای گاز خروجی کمپرسور کار می‌کند. بنابراین حداکثر فشار مجاز و دامنه دمای کاری محصول باید با شرایط طراحی سیستم مطابقت داشته باشد.

این حدود بین خانواده‌های مختلف متفاوت‌اند و نمی‌توان فشار یا دمای یک مدل را به کل اویل سپراتورهای بازار تعمیم داد. در کاربردهای CO₂ یا سایر سیستم‌های فشار بالا، این بررسی اهمیت ویژه‌ای دارد. Henry Group

سایز اتصال

سایز اتصال باید همراه با محاسبه دبی بررسی شود. انتخاب اتصال بیش‌ازحد بزرگ می‌تواند سرعت گاز داخل سپراتور را کاهش دهد، در حالی که اتصال بیش‌ازحد کوچک ممکن است افت فشار را افزایش دهد. Henry Group

بنابراین رابطه میان این پارامترها باید همزمان بررسی شود

• سایز خط دهش
• سایز اتصال سپراتور
• دبی حداقل
• دبی حداکثر
• افت فشار مجاز

نحوه برگشت روغن

اویل سپراتورها از نظر روش برگشت روغن نیز متفاوت هستند. در برخی مدل‌ها شناور و شیر داخلی روغن جمع‌شده را به‌صورت خودکار به کمپرسور بازمی‌گردانند و در سیستم‌های دیگر روغن به یک اویل رسیور مرکزی منتقل می‌شود.

دو آرایش متداول عبارت‌اند از

برگشت مستقیم

روغن جداشده مستقیماً به کارتل یا مسیر روغن کمپرسور برمی‌گردد. این روش در برخی سیستم‌های مستقل و طراحی‌های Passive استفاده می‌شود.

برگشت از طریق اویل رسیور

در سیستم‌های چندکمپرسوره، روغن می‌تواند ابتدا وارد Oil Reservoir شود و سپس از طریق کنترل‌های سطح روغن بین کمپرسورها توزیع شود. این آرایش امکان مدیریت مستقل سطح روغن هر کمپرسور را فراهم می‌کند.

Danfoss در راهنمای سیستم‌های چندکمپرسوره نیز نمونه‌ای از اویل سپراتور دارای Floating-Ball Valve را در خط دهش نشان می‌دهد که روغن جداشده را از طریق مسیر روغن به سیستم برمی‌گرداند. Danfoss

افت فشار و راندمان جداسازی

یک اویل سپراتور مناسب باید ضمن جداسازی روغن، افت فشار نامطلوب در خط دهش ایجاد نکند. به همین دلیل سازندگان سایزینگ را بر اساس محدوده جریان توصیه می‌کنند.

بزرگ‌تر انتخاب کردن سپراتور الزاماً بهتر نیست. کاهش بیش‌ازحد سرعت گاز می‌تواند عملکرد جداسازی بعضی طراحی‌ها را مختل کند، در حالی که دبی بالاتر از ظرفیت مدل می‌تواند افت فشار را افزایش دهد. Henry Group

درصد راندمان جداسازی نیز به موارد زیر وابسته است

• نوع طراحی داخلی
• سرعت گاز
• اندازه قطرات روغن
• نوع مبرد و روغن
• بار سیستم
• شرایط دمایی
• مدل سپراتور

بنابراین یک عدد راندمان را نمی‌توان بدون ذکر مدل، شرایط آزمایش و دیتاشیت سازنده برای تمام اویل سپراتورها اعلام کرد.

مزایا و محدودیت‌ها

استفاده صحیح از اویل سپراتور می‌تواند میزان روغن در گردش در مدار را کاهش دهد و روغن را به بخش مدیریت روغن یا کمپرسور بازگرداند. این موضوع به‌ویژه در سیستم‌هایی با لوله‌کشی پیچیده یا چند کمپرسور اهمیت دارد. Henry Group

مزایای عملی می‌تواند شامل موارد زیر باشد

• کمک به حفظ سطح روغن کمپرسور
• کاهش گردش اضافی روغن همراه مبرد
• کمک به کاهش تجمع روغن در اواپراتور و کندانسور
• پشتیبانی از سیستم مدیریت روغن رک‌های چندکمپرسوره
• امکان برگشت خودکار روغن در برخی مدل‌ها
• کمک به عملکرد پایدارتر سیستم در صورت انتخاب و نصب صحیح

بااین‌حال اویل سپراتور جایگزین طراحی صحیح لوله‌کشی نیست. سرعت نامناسب مبرد، رایزر نامناسب، عدم اجرای صحیح Oil Trap، شیب نامناسب خطوط یا مشکلات بازگشت روغن باید در طراحی خود سیستم برطرف شوند.

اویل سپراتور همچنین نمی‌تواند کمبود روغن ناشی از نشتی یا شارژ نادرست را جبران کند.

نکات نصب و اجرا

اویل سپراتور معمولاً در خط دهش و پس از کمپرسور نصب می‌شود. محل دقیق، جهت نصب و فاصله آن از کمپرسور باید مطابق دستورالعمل سازنده و طراحی سیستم باشد.

نکات مهم نصب شامل موارد زیر است

• نصب در جهت صحیح جریان
• رعایت وضعیت نصب توصیه‌شده سازنده
• جلوگیری از ایجاد تنش مکانیکی روی اتصالات
• ساپورت مناسب لوله و مخزن
• رعایت سایز صحیح خط دهش
• تست نشتی بعد از اتصال
• جلوگیری از ورود آلودگی هنگام نصب
• رعایت الزامات بریزینگ در مدل‌های دارای اتصال مسی
• بررسی مسیر صحیح برگشت روغن
• دسترسی مناسب برای سرویس در مدل‌های Serviceable

در مدل‌های دارای Float داخلی، جهت نصب اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا مکانیزم شناور باید بتواند آزادانه عمل کند.

مدل‌های سرویس‌پذیر و هرمتیک

برخی اویل سپراتورها دارای المنت یا مجموعه داخلی قابل تعویض هستند و برخی به‌صورت Hermetic و بدون سرویس دوره‌ای قطعات داخلی طراحی می‌شوند. Danfoss در سری OUB مخصوص R744 هر دو ساختار Serviceable و Hermetic را ارائه می‌کند. Danfoss

هنگام انتخاب باید مشخص شود

• آیا دسترسی برای سرویس وجود دارد؟
• آیا المنت داخلی قابل تعویض است؟
• آیا سیستم از نظر آلودگی نیازمند سرویس دوره‌ای است؟
• آیا طراحی هرمتیک برای پروژه ترجیح دارد؟

این مشخصات باید برای کد دقیق محصول بررسی شوند.

اشتباهات رایج

یکی از مهم‌ترین اشتباهات، انتخاب اویل سپراتور تنها بر اساس قطر خط دهش است. دبی حجمی گاز و شرایط حداقل و حداکثر بار باید در کنار سایز اتصال بررسی شوند. Henry Group

اشتباهات دیگر عبارت‌اند از

• Oversize کردن بدون محاسبه دبی
• انتخاب مدل کوچک‌تر از دبی حداکثر
• بی‌توجهی به شرایط بار جزئی
• انتخاب صرفاً بر اساس توان نامی کمپرسور
• استفاده از مدل نامناسب برای نوع مبرد
• عدم بررسی فشار خط دهش
• بی‌توجهی به دمای گاز خروجی کمپرسور
• انتخاب بدون توجه به نوع کمپرسور
• اتصال اشتباه مسیر برگشت روغن
• حذف Oil Reservoir در سیستمی که طراحی آن به رسیور نیاز دارد
• اشتباه گرفتن اویل سپراتور با اویل رسیور

همچنین در سیستم‌هایی با Unloading زیاد، استفاده از یک سپراتور مشترک باید با دقت بررسی شود. Henry اشاره می‌کند که در شرایط بار بسیار متغیر ممکن است استفاده از سپراتور مستقل برای هر کمپرسور نسبت به یک سپراتور مشترک مناسب‌تر باشد. Henry Group

استعلام اویل سپراتور

برای استعلام اویل سپراتور از تهویه و تبرید آتیه بهتر است اطلاعات عملکردی سیستم در کنار سایز لوله اعلام شود. این کار امکان بررسی مدل مناسب از نظر ظرفیت جریان، فشار، نوع مبرد و نحوه برگشت روغن را فراهم می‌کند.

اطلاعاتی که معمولاً برای انتخاب فنی مورد نیاز است شامل موارد زیر است

• برند و مدل کمپرسور
• نوع کمپرسور
• تعداد کمپرسورها
• ظرفیت تبرید سیستم
• حداقل و حداکثر ظرفیت کاری
• نوع مبرد
• دمای تبخیر
• دمای تقطیر یا شرایط خط دهش
• سایز خط دهش
• فشار و دمای طراحی
• نوع سیستم برگشت روغن
• وجود یا عدم وجود Oil Reservoir
• مدل Conventional، Helical یا Coalescing در صورت الزام پروژه

در سیستم‌های CO₂، مبردهای A2L، سیستم‌های فشار بالا یا کاربردهای چندکمپرسوره، انتخاب نهایی باید بر اساس دیتاشیت همان مدل و شرایط واقعی طراحی انجام شود.

منابع

Henry Group Industries – Conventional Oil Separator Technical Data

مشاهده دیتاشیت مستقیم

Henry Group Industries – Oil Separator Sizing Guidelines / Product Catalog

مشاهده کاتالوگ و راهنمای سایزینگ

Danfoss – Application Guidelines: Oil Management Concept

مشاهده راهنمای فنی

Danfoss – OUB-TSR / OUB-TSN / OUB-THR Oil Separator Data Sheet

مشاهده دیتاشیت مستقیم

Parker Sporlan – Oil Control System Technical Literature

مشاهده منابع فنی Parker Sporlan

موارد بررسی هنگام استعلام

• برند، مدل و نوع کمپرسور یا کمپرسورها
• نوع مبرد و شرایط کاری سیستم؛ سازگاری باید برای همان مدل اویل سپراتور تأیید شود Danfoss
• ظرفیت تبرید و حداقل و حداکثر بار کاری سیستم
• دبی واقعی گاز دهش یا اطلاعات لازم برای محاسبه آن
• دمای تبخیر، دمای تقطیر و شرایط خط دهش
• سایز خط دهش و نوع و سایز اتصال ورودی و خروجی سپراتور
• حداکثر فشار و دمای کاری موردنیاز
• نوع مکانیزم جداسازی موردنظر؛ مانند Conventional، Helical یا Coalescing، در صورت الزام پروژه Danfoss
• روش برگشت روغن: مستقیم به کمپرسور یا از طریق اویل رسیور و سیستم مدیریت روغن
• نیاز به مدل دارای رسیور داخلی، بدون رسیور، سرویس‌پذیر یا هرمتیک؛ این ویژگی‌ها باید برای همان مدل بررسی شوند Danfoss
• برند یا کد اویل سپراتور قبلی، در صورت جایگزینی
• نیاز به مدل مخصوص CO₂، فشار بالا یا تأییدیه فنی خاص؛ مشخصات باید از دیتاشیت همان کد محصول تأیید شوند Danfoss

لینک های داخلی پیشنهادی

• چیلر و مینی چیلر
• هواساز و ایرواشر
• فن کویل
• داکت اسپلیت